Fajar Abhirama_240210160076_penentuan Umur Daya Simpan_kelompok 2b.docx

PENENTUAN UMUR SIMPAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN Fajar Abhirama A. I. (240210160076) ABSTRACT

Shelf life is the time span between when the product begins to be packaged with the quality of the product that still meets the requirements for consumption. There are three factors that affect shelf life, namely packaging materials, food ingredients, and the environment. The method of determining the shelf life used in this lab is the Arrhenius model and the Labuza model. From this practice, the results showed that the lower the storage temperature, the longer the shelf life of pasteurized milk products, and the best use for storing biscuits is Metalized plastic. Keywords : Arrhenius method, Labuza method, packaging, quality, shelf life ABSTRAK

Umur simpan merupakan rentang waktu antara saat produk mulai dikemas dengan mutu produk yang masih memenuhi syarat dikonsumsi. Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi umur simpan, yaitu bahan kemas, bahan pangan tersebut, dan lingkungan. Metode penentuan umur simpan yang digunakan pada praktikum ini adalah model Arrhenius dan model Labuza. Dari praktikum kali ini didapatkan hasil bahwa semakin rendah suhu penyimpanan maka semakin lama umur simpan produk susu pasteurisasi, dan emasan yang paling baik digunakan pada penyimpanan biskuit adalah plastik Metalized. Kata kunci : kualitas, kemasan, metode Arrhenius, metode Labuza, umur simpan

PENDAHULUAN Umur simpan merupakan rentang waktu antara saat produk mulai dikemas dengan mutu produk yang masih memenuhi syarat dikonsumsi. Mutu sangat berpengaruh pada suatu produk, semakin baik mutu suatu produk maka semakin memuaskan konsumen. Pencantuman informasi umur simpan menjadi sangat penting karena terkait dengan keamanan

produk pangan dan untuk memberikan jaminan mutu pada saat produk sampai ke tangan konsumen. Informasi umur simpan produk sangat penting bagi banyak pihak, baik produsen, konsumen, penjual, dan distributor. Konsumen tidak hanya dapat mengetahui tingkat keamanan dan kelayakan produk untuk dikonsumsi, tetapi juga dapat memberikan petunjuk terjadinya perubahan citarasa, penampakan dan

kandungan gizi produk tersebut. Perubahan-perubahan tersebut secara langsung akan mempengaruhi mutu dari suatu produk. Untuk itu, perlu diketahui umur simpan dari setiap produk. Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi umur simpan, yaitu bahan kemas, bahan pangan tersebut, dan lingkungan. Setiap pengemas memiliki karakteristik yang berbedabeda, dimana hal ini memberikan pengaruh yang berbeda-beda terhadap produk pangan yang dikemas. Bahan pangan dapat mengalami reaksi enzimatis dan proses fisik yang dapat mengakibatkan kerusakan pada bahan pangan. Faktor lingkungan mencakup suhu, cahaya, panas, kelembaban, dan tekanan fisik. Umur simpan dapat ditentukan dengan menggunakan metode konvensional/Extended Storage Studies (ESS) dan metode akselerasi kondisi penyimpanan (ASS atau ASLT). ESS merupakan metode penentuan kadaluwarsa dengan cara melakukan penyimpanan produk pada kondisi normal sampai mencapai mutu kadaluwarsa dimana setiap harinya dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutu yang terjadi. Metode Accelerated Shelf-Life Testing (ASLT) menggunakan parameter kondisi lingkungan yang dapat mempercepat terjadinya penurunan mutu suatu produk pangan. Keuntungan dari metode ini adalah waktu pengujiannya yang

relatif singkat dan ketepatan serta akurasinya yang tinggi. Metode penentuan umur simpan yang digunakan pada praktikum ini adalah model Arrhenius dan model Labuza. Model Arrhenius diterapkan untuk produkproduk pangan yang mudah rusak oleh akibat reaksi kimia, seperti oksidasi lemak, reaksi Maillard, denaturasi protein, dan lain-lain. Susu dianggap memiliki kerentanan pada kerusakan yang disebabkan oleh oksidasi lemak, denaturasi protein, dan kontaminasi dari mikroorganisme. Oleh karena itu, digunakan metode Arrhenius untuk mencari umur simpan pada susu pasteurisasi. Biskuit merupakan produk pangan yang memiliki kadar air yang rendah (2-5%). Kerusakan bahan pangan dengan kadar air rendah seringkali terkait dengan perubahan tekstur ataupun stabilitas proses oksidasi (Eskin dan Robinson, 2001). Oleh karena itu, pendugaan umur simpan biskuit dilakukan dengan pendekatan kadar air kritis metode ASLT. Kurva isoterm sorpsi air dapat menunjukkan ketergantungan aktivitas air produk pangan (Aw) kadar air kesetimbangan pada suhu dan tekanan tertentu (Chirife et al., 1983). Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kurva sorpsi isoterm adalah komposisi bahan pangan, struktur fisik (amorphous, struktur kristal) maupun temperatur (Wang dan Brennan, 1991). Selain mengindikasikan nilai aw dalam komposisinya, kurva ini juga

memiliki hubungan yang erat dengan kestabilan bahan pangan pada berbagai kondisi penyimpanan dan kebutuhan proses pengemasan produk pangan untuk menjaga kestabilan umur simpan (Labuza dan Contreras-Medellin, 1981). Informasi penting yang diperlukan dalam persamaan tersebut adalah pola penyerapan uap (water vapor sorption isotherm/isotermis sorpsi lembab/ISL). Isotermis sorpsi air adalah pola/kurva yang mengkorelasikan data kadar air dengan aktivitas air suatu bahan pada suhu yang sama (Adwiyah & Soekarto, 2010). Menurut Vazquez, Chenlo dan Moreira (2003) terdapat beberapa model untuk menggambarkan ISL, antara lain Oswin, Halsey, Henderson, Chen & Clayton, Caurie, Guggenheim, Anderson & De Boer (GAB). Untuk mengetahui model mana yang paling tepat digunakan untuk produk biskuit, maka persamaan-persamaan tersebut diuji ketepatannya dengan menghitung nilai MRD (Mean Relative Determination). Jika nilai MRD < 5, maka model sorpsi istermis dapat menggambarkan keadaan yang sebenarnya atau sangat tepat. Jika model sorpsi isotermis dengan 5 < MRD < 10 menunjukkan bahwa model tersebut agak tepat menggambarkan keadaan sebenarnya, dan jika MRD > 10 maka model tersebut tidak tepat menggambarkan kondisi sebenarnya. Tujuan dilakukannya praktikum kali ini adalah untuk

mengetahui dan memahami metode yang digunakan dalam penentuan umur simpan suatu produk pangan. METODOLOGI Alat

Alat yang digunakan dalam penentuan umur simpan dengan model Arrrhenius adalah pH meter, gelas ukur, dan vial. Alat yang digunakan dalam penentuan umur simpan dengan model Labuza adalah cawan, desikator, plastik PP dan plastik metalized. Bahan

Bahan yang digunakan dalam penentuan umur simpan dengan model Arrhenius adalah larutan buffer pH 4, larutan buffer pH 7 dan sampel susu pasteurisasi. Bahan yang digunakan dalam penentuan umur simpan dengan model Labuza adalah sampel biskuit, NaCl 43%, NaOH 7%, BaCl2, MgCl2 32%, K2CO3 84%, KCl 75% dan aquades. Prosedur

Model Arrhenius Langkah pertama yang harus dilakukan dalam penentuan umur simpan dengan model Arrhenius adalah susu pasteurisasi dimasukkan ke dalam 10 vial untuk pengamatan sebanyak 10 kali masing-masing 30 ml dan diberi label. Sampel susu kemudian diamati pH dan organoleptiknya. Setelah itu, sampel disimpan di inkubator pada suhu 13ºC (suhu refrigerator), 28ºC (suhu ruang), dan 40ºC (suhu inkubasi). Lalu sampel diamati kembali setiap hari selama seminggu.

Model Labuza Langkah pertama yang harus dilakukan dalam penentuan umur simpan dengan model Labuza adalah sampel dimasukkan kedalam cawan konstan lalu ditimbang sebesar 10 gram. Lalu larutan-larutan garam jenuh (NaCl, NaOH, BaCl2, MgCl, K2CO3, dan H2O) dimasukkan kedalam desikator. Setelah itu, RH dan massa diamati setiap hari selama seminggu. Penyimpanan sampel dalam plastik dilakukan dengan cara plastik ditimbang beratnya. Lalu plastik tersebut diisi dengan silika gel dan ditimbang kembali. Kemudian, disimpan dalam desikator air. Dicatat berat dan RH setiap hari selama seminggu. Kalibrasi pH meter Pertama-tama, pH meter dilepaskan dari botol buffer lalu dibilas aquades. Tekan CaL untuk mengkalibrasi pH meter menggunakan buffer dengan pH 7, jika tanda pada pH meter sudah berkedip maka pH meter sudah terkalibrasi. Selanjutnya, pH meter dibilas lagi menggunakan aquades, lalu tombol CaL ditekan lagi untuk mengkalibrasi dengan buffer pH 4. Jika tanda pada pH meter sudah berkedip, maka kalibrasi sudah selesai. Nodul pH meter dibilas kembali dengan aquades dan pH meter sudah siap untuk mengukur pH dari sampel. WVTR Plastik PP dan Metalized dibuat duplo dan masing-masing sampel ditimbang. Selanjutnya,

kedua sampel dimasukkan kedalam desikator berisi NaCl jenuh, dan diamati RH dan massa plastik setiap hari selama seminggu. HASIL DAN PEMBAHASAN Model Arrhenius Praktikum perhitungan umur simpan dengan menggunakan metode Arrhenius kali ini digunakan sampel susu yang diukur pH-nya dengan perlakuan yang berbedabeda, yaitu penyimpanan pada suhu 9oC, 28oC, dan 40oC. Pengukuran pH dilakukan sehari sekali selama seminggu. Pengukuran pH dilakukan dengan pH meter. pH meter merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menentukan kadar keasaman atau dapat juga disebut sebagai alat untuk menentukan konsentrasi ion hidrogen dalam larutan (Shmaefsky, 2006). Pada bagian ujung pH meter terdapat suatu elektroda yang berfungsi untuk menangkap aliran listrik didalam larutan yang kemudian menginterpretasikannya kedalam nilai pH pada penunjuk angka. Jika pH meter sedang tidak digunakan maka elektroda harus dalam keadaan terendam dalam larutan ber-pH 4 (McQuarrie dan John, 1997). Setelah dilakukan perhitungan pH menggunakan pH meter, didapatkan hasil pada lampiran 1. Data tersebut diolah kembali dan dihitung tabel ordo 1 dan tabel ordo 0. Selanjutnya dibuat grafik lamanya waktu penyimpanan terhadap pH setiap suhu pada

lampiran 1. Grafik yang dibuat akan menunjukan persamaan regresi setiap perlakuan suhu dan juga nilai R2 nya. Nilai R2 antara ordo 1 dan ordo 0 dibandingkan dan dilihat nilainya

yang terbesar. Tabel ordo 0 dan tabel ordo 1 terdapat pada lampiran 1. Berikut ini merupakan Tabel 1 yang menunjukan nilai R2 tertinggi dan nilai K, 1/T serta lnK.

Tabel 1. Hasil Pengamatan Model Arrhenius Perlak uan Hari pH War Suhu na H0 4,09 4,95 Ruang 28oC

Nilai Mutu Aro ma 4,55

Teks tur 4,5

H1

4,05

4,75

4,2

4,2

H2

4,1

4,15

3,55

4,05

H3

4,08

3,7

3,25

3,55

H4

4,09

3,55

3,3

3,3

H5

4,17

3,35

2,95

3,1

H6

4,11

3

2,55

2,9

H7

4,1

2,65

2,25

2,4

Kulkas

H0

4,09

4,95

4,55

4,5

13oC

H1

4,11

4,9

4,55

4,55

H2

4,15

4,55

4,25

4,45

H3

4,12

4,15

3,9

3,95

H4

4,1

4,05

3,8

3,9

H5

4,21

3,85

3,65

3,85

H6

4,16

3,6

3,2

3,45

H7

4,14

3,25

2,95

3,1

Inkuba tor

H0

4,09

4,95

4,55

4,5

40oC

H1

4,05

4,6

4,15

4,25

H2

4,03

4,1

3,6

3,8

H3

4,03

3,45

2,9

3,35

H4

4,07

3,35

2,85

3,1

H5

4,04

3,2

2,4

2,75

H7

4,08

2,65

2,1

2,55

H8

4,08

2,15

2

2,15

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Dapat dilihat pada lampiran 1, nilai R2 yang paling tinggi terdapat pada ordo 0 maka perhitungan yang digunakan mengacu pada ordo 0. Nilai K pada tabel 3 adalah slope dari masing-masing suhu penyimpanan ordo 0. Nilai 1/T adalah nilai 1⁄(𝑠𝑢ℎ𝑢 + 273), penambahan 273 merupakan

konversi satuan celcius ke kelvin. Selanjutnya, nilai lnK didapatkan dari hasil ln slope. Kemudian dibuat grafik dengan 1/T sebagai nilai x dan lnK sebagai nilai y. Berikut ini adalah grafiknya pada parameter tekstur. Grafik parameter yang lainnya dapat dilihat pada lampiran 1.

ln K terhadap 1/T 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 -0.2 -0.4 -0.6

y = -1686.3x + 4.3234 R² = 0.9832

-0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6 -1.8

Grafik 1. 1/T terhadap lnK (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Berdasarkan grafik 1/T Dengan nilai pH kritis (At) adalah terhadap lnK, didapatkan persamaan 6,3 sesuai dengan SNI 3141.1:2011 regresi yaitu: y = -1686,3x + 4,3234. dan nilai pH awal (Ao) adalah Dengan nilai slope -1686,3 dan 6,628333 yang merupakan hasil rataintersep 4,3234. Berdasarkan data ini rata pH jam ke-0 tiap suhu maka dapat dilakukan perhitungan penyimpanan. Perhitungan umur umur simpan susu dengan perlakuan simpan susu pasteurisasi terdapat suhu penyimpanan yang berbedapada lampiran 1. beda, yaitu dengan memasukkan nilai 1/T ke dalam persamaan regresi. Lalu dilakukan perhitungan umur simpan dengan rumus t =

(𝐴𝑜−𝐴𝑡) −𝑘

.

Tabel 2. Hasil Pengamatan Parame t (hari) ter Warna 11,855 Aroma 16,813

Parame t (hari) ter Tekstur 13,134 pH 4,290 (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Berdasarkan hasil perlakuan pasteurisasi termasuk perhitungan yang ada pada lampiran pemberian perlakuan untuk 1, dapat diketahui bahwa semakin menambah umur simpan. rendah suhu penyimpanan maka semakin lama umur simpan produk Model Labuza susu pasteurisasi. Hal ini sesuai Kadar air awal (Mo) dan Kadar dengan pernyataan Harding (1999) air kritis (Mc) yang menyatakan bahwa lama Biskuit merupakan salah satu penyimpanan susu pasteurisasi produk pangan olahan yang berbahan dipengaruhi oleh suhu selama dasar tepung terigu. Biskuit adalah penyimpanan. Susu pasteurisasi yang produk yang diperoleh dengan disimpan pada suhu rendah akan memanggang adonan dari tepung mempunyai masa simpan lebih lama terigu dengan penambahan bahan karena bakteri umumnya tidak dapat makanan lain dan dengan atau tanpa tumbuh optimal pada suhu tersebut. penambahan bahan tambahan pangan Sedangkan selama penyimpanan, yang diizinkan. Syarat mutu biskuit terjadi peningkatan viskositas pada adalah air maksimum 5%; protein susu. Hal ini disebabkan karena minimum 9%; lemak minimum clumping (gumpalan) dari globula9,5%; karbohidrat minimum 70%; globula lemak. abu maksimum 1,5%; logam Upaya memperpanjang umur berbahaya negatif; serat kasar simpan susu pasteurisasi dapat maksimum 0,5%; kalori minimum dilakukan dengan menggunakan 400 kal/ 100 gram; jenis tepung kemasan yang tepat, seperti kemasan adalah terigu; bau dan rasa normal, tetrapack, kaleng, botol kaca maupun tidak tengik; dan warnanya normal plastik yang memiliki permeabilitas (SNI 01-2973-1992). Kandungan rendah dan kemasan harus tertutup glukosa biskuit diet diabetes rapat agar tidak terdapat maksimal 1% dan protein minimal kontaminasi. Cara lain adalah dengan 4% (SNI, 1995). Penyerapan uap air meningkatkan mutu awal atau oleh biskuit menyebabkan kadar air dengan memberikan perlakuan biskuit naik yang diikuti dengan selama proses penyimpanan. Proses penurunan kualitas biskuit. pengolahan produk pangan tidak Pada praktikum ini, kadar air hanya bertujuan untuk awal dan kadar air kritis tidak diuji memperpanjang umur simpan, secara lab sehingga kadar air awal melainkan juga untuk dan kadar air kritis biskuit diambil mempertahankan mutu dari produk dari literatur yang terpercaya. pangan tersebut, dalam sampel susu, Berdasarkan hasil pengamatan uji

pendugaan umur simpan metode labuza, didapatkan kadar air awal biskuit sebesar 0,0194 g H2O/g dan kadar air kritis sebesar 0,0775 g H2O/g. Kadar Air Kesetimbangan (Me) dan Kurva Isoterm Sorpsi Air Kurva isoterm sorpsi air, kemiringan kurva (b), dan kadar air kesetimbangan (Me) sampel biskuit ditentukan dengan cara mengkondisikan sampel dalam beberapa larutan garam jenuh yang memberikan nilai RH yang berbeda. Garam yang digunakan terdiri dari 5 jenis garam yaitu NaCl, NaOH, BaCl2, MgCl2, K2CO3, KCl dan digunakan pembanding H20. Selama penyimpanan sampel dalam larutan-larutan garam jenuh, sampel yang disimpan pada RH rendah akan mengalami penurunan bobot, sedangkan pada RH tinggi akan mengalami penambahan bobot. Adanya penambahan dan

pengurangan bobot sampel menunjukkan fenomena karakteristik hidratasi. Menurut Syarief dan Halid (1993), karakteristik hidratasi bahan pangan dapat diartikan sebagai karakteristik fisik yang meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air di udara sekitarnya. Interaksi molekul air dengan sampel ini terjadi sebagai akibat dari perbedaan RH sampel dengan lingkungan. Transfer uap air dari lingkungan ke sampel atau sebaliknya akan terjadi selama penyimpanan tertentu sampai tercapai kondisi kesetimbangan. Terjadinya kondisi kesetimbangan ini ditandai dengan hasil dari penimbangan yang konstan. Hasil perhitungan kadar air kesetimbangan (Me) biskuit setelah dilakukan penyimpanan pada beberapa larutan garam jenuh dengan suhu o penyimpanan 25 C dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Hasil Pengamatan Kadar Air Kesetimbangan Larutan RH (%) Me MgCl2

40

0.049

K2CO3 45

0.0774

NaCl

75

0.1239

KCl

85

0.2089

Air

89

0.2791

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Menurut Labuza et al (1985) pangan yang memiliki kadar air

rendah umumnya memiliki kecenderungan kurva isoterm sorpsi

air yang sigmoid. Akan tetapi kemiringan kurva isoterm sorpsi air yang sigmoid ini dapat berbeda-beda karena dipengaruhi oleh sifat alami

bahan pangan, suhu, kecepatan adsorpsi dan desorpsi yang terjadi selama penyimpanan (Fennema, 1985.)

Model isoterm sorpsi air Kadar air kesetimbangan biskuit dihitung menggunakan persamaan-persamaan dan modelmodel kurva isoterm sorpsi air. Kurva isoterm sorpsi air percobaan yang makin berhimpit dengan kurva isoterm sorpsi air dari model-model persamaan yang digunakan

menggambarkan fenomena isoterm sorpsi air yang makin baik pula. Kadar air kesetimbangan yang diperoleh dari percobaan masing-masing jenis biskuit diplotkan dengan nilai aw atau RH lingkungannya, sehingga diperoleh kurva isoterm sorpsi air sebagai berikut.

kadar air (g H2O / g padatan)

Kurva Sorpsi Isotermis 0.3 0.2 0.1 0 0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

aktivitas air

Grafik 1. Kurva Sorpsi Isotermis (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) perhitungan nilai Mean Relative Determination (MRD) yang Ketepatan Model Perbandingan kurva isoterm merupakan ukuran ketepatan antara sorpsi air hasil percobaan dengan kadar air kesetimbangan hasil model-model isoterm sorpsi air yang perhitungan dengan kadar air dipilih memperlihatkan bahwa kesetimbangan percobaan. Hasil beberapa model isoterm sorpsi air perhitungan perbandingan MRD dari hasil percobaan dengan tepat, agak kelima model isothermis sorpsi air tepat, dan kurang tepat. Lebih lanjut terlampir pada lampiran 2. hal ini diperkuat dengan hasil Variabel lain dalam penentuan umur simpan selain yang telah dilakukan diatas adalah permeabilitas kemasan terhadap uap Perhitungan WVTR air, luas kemasan dalam satuan

meter2, berat padatan per kemasan dan tekanan uap jenuh penyimpanan pada suhu 25oC. Permeabilitas kemasan diperoleh dengam membagi

nilai WVTR dan tebal kemasan dengan tekanan uap jenuh pada suhu pengujian 25oC yakni sebesar 23,76 mmHg.

Tabel 4. Perhitungan WVTR Jenis WVTR Jenis WVTR PP1 4.9090 HDPE1 9.1721 PP2 28.0489 HDPE2 5.8416 PE1 22.7419 Met 1 18.4154 PE2 33.3025 Met 2 1.5440 (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Menurut literatur, nilai permeabilitas plastik PP dan Metalized berturut-turut adalah 0,073

dan 0,017 gram/𝑚2 .hari. mmHg (Fitria, 2007).

Penentuan Umur Simpan Umur simpan ditetapkan berdasarkan waktu pada saat kadar air produk sama dengan kadar air kritis. Berdasarkan persamaan yang diturunkan Labuza tentang umur simpan, terdapat beberapa faktor yang dibutuhkan untuk menentukan umur simpan dengan pendekatan kadar air kritis produk. Faktor-faktor

tersebut adalah kadar air awal (Mo), kadar air kesetimbangan (Me), kadar air kritis (Mc), konstanta permeabilitas uap air kemasan (k/x), luas kemasan produk (A), bobot kering produk kemasan (Ws), tekanan uap air jenuh (Po) dan kemiringan kurva isoterm sorpsi air (b). Dengan persamaan sebagai berikut.

𝜃=

ln (𝑀𝑒 − 𝑀𝑜)⁄(𝑀𝑒 − 𝑀𝑐) 𝐾 𝐴 𝑃𝑜 𝑥 𝑊𝑠 𝑏

Dari hasil perhitungan umur simpan sampel biskuit yang dapat dilihat pada lampiran 2, kemasan yang cocok digunakan untuk sampel biskuit adalah plastik Metalized, karena menghasilkan umur simpan yang lebih lama dibandingkan dengan jenis kemasan yang lainnya. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini

adalah semakin rendah suhu penyimpanan maka semakin lama umur simpan produk susu pasteurisasi. Kemasan yang paling

baik digunakan pada penyimpanan biskuit adalah plastik Metalized.

DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional. 2011. Susu Segar SNI 3141.1:2011. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional. Brown EW. 1992. Plastic in Food Packaging, Properties, Desgin and Fabrication. Marcell Dekker Inc. New York. Chirife J, et al., 1982. A New Model for Describing the Water Sorption Isotherm of Foods. J Food Sci 48:1382-1383 Eskin NAM and Robinson DS. 2001. Shelf Life Stability Chemical, Biochemical and Microbiologucal Changes. CRC Press LLC. Florida, USA Fennema OR. Food Chemistri 2nd ed. Marcell Decker, Inc. New york, USA. Fitria M. 2007. Pendugaan Umur Simpan Produk Biskuit dengan Metode Akselerasi berdasarkan pendekatan kadar air kritis (skripsi). Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Harding, F. 1999. Milk Quality. Maryland: Aspen Publisher, Inc. Labuza TP, Contreras-Medellin R. 1981. Prediction of Moisture

Protection Requirements for Foods. Cereal Foods World. 26:335-339. Labuza TP, Kaanane A. 1985. Effect of temperature on the moisture sorption isotherms and water activity shift of teo dehydrated foods. J Food Sci 50:385-391. McQuarrie, D.A. & John D.S. 1997. Physical Chemistry: A Molecular Approach. USA: University Science Books. Muliawati, Tania. 2011. Penentuan Masa Simpan Biskuit dalam Kemasan Plastik Laminasi. Shmaefsky, B.R. 2006. Biotechnology 101. USA: Greenwood Publishing Group. Syarief R, Santausa dan Isyana S. 1989. Teknologi Pengemasan Pangan. Bogor : Pusat Antar Universitas, Institut Pertanian Bogor. Syarief R, Halid H. 1993. Teknologi Penyimpanan Pangan. PAU Rekayasa Proses Pangan, IPB Bogor. Wang N, Brennan JG. 1991. Moisture Sorption Isotherm Characteristics of Potatoes at four Temperature. J Food Eng, 14, 269-287.

LAMPIRAN 1 (MODEL ARRHENIUS)

Tabel 1. Nilai Koefisien Korelasi (R2) dari Tiap Parameter R2 Penurunan R2 Penurunan Skor Warna Skor Aroma Orde 0 Orde Orde Orde 1 0 1 0.977 0.984 0.970 0.956 13 0.982 0.977 0.961 0.967 28 0.975 0.962 0.960 0.982 40 (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Suhu (0C)

Skor Mutu Hedonik Warna

Warna Orde 0

R2 Penurunan Skor Tekstur Orde Orde 1 0 0.924 0.909 0.985 0.972 0.992 0.991

R2 Perubahan pH Orde 0 Orde 1 0.324 0.256 0.033

Suhu 28

6 y = -0.2452x + 5.0208 R² = 0.9814

5 4 3

Suhu 13

y = -0.3827x + 4.8958 R² = 0.9755 y = -0.3262x + 4.9042 R² = 0.9771

2 1

0 0

2

4

6

8

Suhu 40

Hari

Penentuan Plot Arrhenius Skor Warna K 0.3261905 0.2452381 0.3827381

Ln K -1.120273785 -1.405525723 -0.960404348

1/T 0.0033223 0.0034965 0.0031949

Grafik Arhenius Skor Warna 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 -0.2 -0.4

Ln K

-0.6

y = -1485.4x + 3.7959 R² = 0.9949

-0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6

1/T

0.326 0.257 0.033

Aroma Orde 1

Ln Mutu Hedonik Aroma

2

y = -0.0628x + 1.5589 R² = 0.9564

Suhu 28

y = -0.0948x + 1.5092 R² = 0.9671 y = -0.1237x + 1.5133 R² = 0.9824

Suhu 40

1.5 1

0.5 0 0

2

4

6

Hari

Suhu 13

Linear (Suhu 28) Linear 8 (Suhu 13)

Plot Arrhenius Aroma K 0.0948154 0.0628058 0.1237322

Ln K -2.355823288 -2.767707799 -2.089635959

1/T 0.0033223 0.0034965 0.0031949

Grafik Arrhenius (Skor Aroma) 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 -0.5

Ln K

-1 -1.5 -2

y = -2255x + 5.1226 R² = 0.9988

-2.5

Skor Hedonik Tekstur

-3

1/T

Tesktur Ordo 0

5

y = -0.2042x + 4.6833 R² = 0.924

4

3

Suhu 28

Suhu y = -0.3375x + 4.4875 R² = 0.9921 y = -0.2893x + 4.5125 13 R² = 0.9859 Suhu 40

2 1 0 0

2

K 0.2892857 0.2041667 0.3375

4

Hari

6

8

Ln K -1.240340448 -1.588818625 -1.086189769

T 0.0033223 0.0034965 0.0031949

Grafik Arrhenius (Tekstur) 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 y = -1686.3x + 4.3234 R² = 0.9832

Ln K

-0.5 -1

-1.5 -2

1/T

Tabel 5. Persamaan Arrhenius dari tiap Parameter Parameter Tekstur Aroma Warna

Persaman Arrhenius Ln K = 4.234 – 1686.3 (1/T) Ln K = 5.1226 – 2255 (1/T) Ln K = 3.7959 + 1485.4 (1/T)

R2 0.9832 0.9988 0.9949

Umur Simpan Warna Nilai K pada suhu 4oC Ln K = -1485.4 x (1/ (4+273)) + 3.7959 = -1.566 K = exp (-1.566) K = 0.2087

Qo (Skor Hedonik Awal) = 4.95 Qt (Skor Hedonik Kritis ) = 2

t =( Qo – Qt )/k = (4.95-2) / 0.2087 = 14.12 hari

Umur Simpan Aroma Penurunan Skor Mutu Hedonik mengikuti orde 1

Qo (Skor Aroma Awal) : 4.55 Qs (Skor Aroma Kritis ) : 2 Ln Qs = Ln Qo – kt t = (Ln QS-Ln Qo)/k = (Ln 4.55 – Ln 2)/0.0488 = 16.81 hari

Umur Simpan Tekstur Nilai K pada suhu 4oC

Ln K = -1686.3 (1/4+273) + 4.324 = -1.764 K

= exp (-1.764)

K

= 0.1713

Qo (Skor Hedonik Awal) = 4.5 Qt (Skor Hedonik Kritis) = 2

t = (Qt-Qo)/k = (4.5-2)/0.1713 = 14.59 hari

Perubahan pH Perlakuan Hari

pH

Ruang

0

4.09

28oC

1

4.05

2

4.1

3

4.08

4

4.09

5

4.17

6

4.11

Suhu

7

4.1

Kulkas

0

4.09

13oC

1

4.11

2

4.15

3

4.12

4

4.1

5

4.21

6

4.16

7

4.14

Inkubator

0

4.09

40oC

1

4.05

2

4.03

3

4.03

4

4.07

5

4.04

6

4.08

7

4.08

Ordo 0

4.25

Suhu 28

4.2

4.15R² = 0.3243

pH

Suhu 13 R² = 0.2562

4.1

4.05

Suhu 40

R² = 0.0328

4 0

2

4

Hari

6

8

Orde 1 1.44

Suhu 28

Ln pH

1.43 R² = 0.3261

1.42

Suhu 13

R² = 0.2577

1.41 1.4

Suhu 40

R² = 0.033

1.39 0

2

4 Hari

6

8

Nilai R2

Suhu

Orde 0 Orde 1 0.324349 0.326139 13 0.256201 0.257704 28 0.032765 0.032969 40 Berdasarkan data pengamatan, nilai R2 dari persamaan perubahan pH selama penyimpanan berkisar antara 0.032-0,32. Nilai R2 terlalu kecil Warna Perlakuan Hari Suhu Ruang

0

4.95

28oC

1

4.75

2

4.15

3

3.7

4

3.55

5

3.35

6

3

7

2.65

Kulkas

0

4.95

13oC

1

4.9

2

4.55

3

4.15

4

4.05

5

3.85

6

3.6

7

3.25

Inkubator

0

4.95

40oC

1

4.6

2

4.1

3

3.45

4

3.35

5

3.2

6

2.65

7

2.15

Skor Mutu Hedonik Warna

Warna Orde 0

Suhu 28

6 y = -0.2452x + 5.0208 R² = 0.9814

5 4 3

Suhu 13

y = -0.3827x + 4.8958 R² = 0.9755 y = -0.3262x + 4.9042 R² = 0.9771

2 1 0 0

2

4

6

8

Suhu 40

Hari

Ln Skor Mutu Hedonik Warna

Warna Orde 1

Suhu 13 28 40

2 1.5 R² = 0.9773 1 R² = 0.9627 R² = 0.9843 0.5 0 0 5 10

Suhu 28 Suhu 13 Suhu 40

Hari

Nilai R2 Perubahan Warna Orde 0 Orde 1 0.977056 0.984291 0.981429 0.97734 0.975477 0.9627

Nilai R2 penurunan skor hedonik warna dengan orde 0 lebih tinggi dibanding penurunan skor hedonik warna dengan orde 1. Oleh karena itu, digunakan orde 0 dalam plot arrhenius. Nilai slope yang sudah dinilai mutlakkan dari tiap persamaan penurunan mutu pada 3 suhu berbeda merupakan nilai K. Nilai T yang dimasukkan dalam persamaan Arrhenius diubah terlebih dahulu dalam satuan Kelvin. Penentuan Plot Arrhenius Skor Warna K 0.3261905 0.2452381 0.3827381

Ln K -1.120273785 -1.405525723 -0.960404348

1/T 0.0033223 0.0034965 0.0031949

Grafik Arhenius Skor Warna 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 -0.2 -0.4

Ln K

-0.6

y = -1485.4x + 3.7959 R² = 0.9949

-0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6

1/T

Nilai K pada suhu 4oC Ln K = -1485.4 x (1/ (4+273)) + 3.7959 = -1.566 K = exp (-1.566) K = 0.2087

Qo (Skor Hedonik Awal) = 4.95 Qt (Skor Hedonik Kritis ) = 2

t =( Qo – Qt )/k = (4.95-2) / 0.2087 = 14.12 hari

AROMA

Aroma Orde 0 Mutu Hedonik Aroma

5 4 suhu 28

3

Suhu 13 2

Suhu 40

1

Linear (Suhu 13) Linear (Suhu 40)

0 0

2

4

6

8

Hari

Ln Mutu Hedonik Aroma

Aroma Orde 1 2 y = -0.0628x + 1.5589 R² = 0.9564

1.5

Suhu 13

y = -0.0948x + 1.5092 R² = 0.9671

1

Suhu 40 y = -0.1237x + 1.5133 R² = 0.9824

0.5

Linear (Suhu 28) Linear (Suhu 13)

0 0

2

Suhu 28

4

6

8

Linear (Suhu 40)

Hari

Plot Arrhenius Aroma Suhu 13 28 40

Nilai R2 Perubahan Aroma Orde 0 Orde 1 0.97029 0.956429 0.960858 0.967104 0.960108 0.982423

Nilai persamaan yang digunakan yaitu orde 1, karena nilai R2 pada dua suhu lebih besar Plot Arrhenius Aroma K 0.0948154 0.0628058 0.1237322

Ln K -2.355823288 -2.767707799 -2.089635959

1/T 0.0033223 0.0034965 0.0031949

Grafik Arrhenius (Skor Aroma) 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 -0.5

Ln K

-1 -1.5 -2

y = -2255x + 5.1226 R² = 0.9988

-2.5

-3

1/T

Ln K = 5.1226 – (2215 x (1/ (273+4 K)) = -3.018 K = exp (-3.018) = 0.0488

Penurunan Skor Mutu Hedonik mengikuti orde 1 Qo (Skor Aroma Awal) : 4.55 Qs (Skor Aroma Kritis ) : 2 Ln Qs = Ln Qo – kt t = (Ln QS-Ln Qo)/k = (Ln 4.55 – Ln 2)/0.0488 = 16.81 hari Tekstur Perlakuan Hari Tekstur Suhu Ruang

0

4.5

28oC

1

4.2

2

4.05

3

3.55

4

3.3

5

3.1

6

2.9

7

2.4

Kulkas

0

4.5

13oC

1

4.55

2

4.45

3

3.95

4

3.9

5

3.85

6

3.45

7

3.1

Inkubator

0

4.5

40oC

1

4.25

2

3.8

3

3.35

4

3.1

5

2.75

6

2.55

7

2.15

Skor Hedonik Tekstur

Tesktur Ordo 0 5

y = -0.2042x + 4.6833 R² = 0.924

4 3

y = -0.3375x + 4.4875 R² = 0.9921 y = -0.2893x + 4.5125 R² = 0.9859

2 1

Suhu 28 Suhu 13 Suhu 40 Linear (Suhu 28)

Linear (Suhu 13)

0 0

2

4

Hari

6

8

Linear (Suhu 40)

Ln Skor Hedonik Tekstur

Tekstur Ordo 1 2 R² = 0.9097

1.5

Suhu 28 Suhu 13

1

R² = 0.9724 R² = 0.9916

0.5

Suhu 40 Linear (Suhu 28) Linear (Suhu 13)

0 0

2

4

6

8

Linear (Suhu 40)

Hari

Nilai R2 Perubahan Tesktur Orde 0 Orde 1 0.92402 0.909721 0.985925 0.972421 0.992094 0.991597 Nilai R2 penurunan mutu tekstur orde 0 lebih tinggi, oleh karena itu digunakan orde 0 dalam plot Arrhenius. Suhu (0C) 13 28 40

K 0.2892857 0.2041667 0.3375

Ln K -1.240340448 -1.588818625 -1.086189769

T 0.0033223 0.0034965 0.0031949

Grafik Arrhenius (Tekstur) 0 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 0.00335 0.0034 0.00345 0.0035 0.00355 y = -1686.3x + 4.3234 R² = 0.9832

Ln K

-0.5 -1 -1.5 -2

Nilai K pada suhu 4oC Ln K = -1686.3 (1/4+273) + 4.324 = -1.764 K

= exp (-1.764)

1/T

K

= 0.1713

Qo (Skor Hedonik Awal) = 4.5 Qt (Skor Hedonik Kritis) = 2

t = (Qt-Qo)/k = (4.5-2)/0.1713 = 14.59 hari

Nilai R2 dari Setiap Parameter Perlakuan

Hari

pH

Suhu

Nilai Mutu Warna

Aroma

Tekstur

Ruang

H0

4.09

4.95

4.55

4.5

28oC

H1

4.05

4.75

4.2

4.2

H2

4.1

4.15

3.55

4.05

H3

4.08

3.7

3.25

3.55

H4

4.09

3.55

3.3

3.3

H5

4.17

3.35

2.95

3.1

H6

4.11

3

2.55

2.9

H7

4.1

2.65

2.25

2.4

Kulkas

H0

4.09

4.95

4.55

4.5

13oC

H1

4.11

4.9

4.55

4.55

H2

4.15

4.55

4.25

4.45

H3

4.12

4.15

3.9

3.95

H4

4.1

4.05

3.8

3.9

H5

4.21

3.85

3.65

3.85

H6

4.16

3.6

3.2

3.45

H7

4.14

3.25

2.95

3.1

Inkubator

H0

4.09

4.95

4.55

4.5

40oC

H1

4.05

4.6

4.15

4.25

H2

4.03

4.1

3.6

3.8

H3

4.03

3.45

2.9

3.35

H4

4.07

3.35

2.85

3.1

H5

4.04

3.2

2.4

2.75

H7

4.08

2.65

2.1

2.55

H8

4.08

2.15

2

2.15

LAMPIRAN 2 (MODEL LABUZA) Hasil MRD Pemodelan Model MRD (%) Hasley 7,7529 Chan-Clayton 16,0601 Handerson 10,4918 Cauri 11,9317 Oswin 8,8318 GAB 2907,02 (Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2018) Kadar air kesetimbangan yang diperoleh dari percobaan masing-masing jenis biskuit diplotkan dengan nilai aw atau RH lingkungannya, sehingga diperoleh kurva isoterm sorpsi air sebagai berikut.

kadar air (g H2O / g padatan)

Kurva Sorpsi Isotermis 0.3 0.2 0.1 0 0.0000

0.5000

1.0000

aktivitas air

Kadar air kesetimbangan Dari hasil perhitungan serta pemodelan didapatkan kadar air kesetimbangan berdasarkan masing-masing perlakuan sebagai berikut : Larutan RH (%) Me MgCl2

40

0.049

K2CO3

45

0.0774

NaCl

75

0.1239

KCl

85

0.2089

Air

89

0.2791

(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Permeabilitas Kemasan Jenis PP1 PP2

WVTR 4.9090 28.0489

Jenis HDPE1 HDPE2

WVTR 9.1721 5.8416

PE1 22.7419 Met 1 18.4154 PE2 33.3025 Met 2 1.5440 (Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2018) Umur Simpan Plastik PP Parameter Kadar Air Awal Kadar Air Kritis Umur Simpan Plastik PE

RH 40%

RH 45%

RH 75%

RH 85%

RH 89%

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.0807435

0.0807435 403.678627 2

0.0807435 163.719056 8

0.0807435 139.418332 9

0.0807435 113.321730 2

Parameter RH 40% Kadar Air Awal 0.019233 Kadar Air Kritis 0.0807435 Umur Simpan Plastik HDPE

RH 45%

RH 75%

RH 85%

RH 89%

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.0807435 207.428680 4

0.0807435 84.1263956 4

0.0807435 71.6395639 1

0.0807435 58.2299268 7

Parameter Kadar Air Awal Kadar Air Kritis Umur Simpan

RH 40%

RH 45%

RH 75%

RH 85%

RH 89%

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.0807435

0.0807435 922.862418 8

0.0807435 374.283290 2

0.0807435 318.728640 2

0.0807435 259.068375 1

RH 40%

RH 45%

RH 75%

RH 85%

RH 89%

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.019233

0.0807435

0.0807435 2733.85454 7

0.0807435 1108.76340 2

0.0807435

0.0807435 767.454867 1

Plastik Metalized Parameter Kadar Air Awal Kadar Air Kritis Umur Simpan

944.190298